Qu'est-ce que le web cosmique?

Qu'est-ce que le web cosmique?
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  • Composé de filaments massifs de galaxies séparées par des vides géants, le Web cosmique est le nom que les astronomes donnent à la structure de notre univers.
  • Pourquoi notre univers a-t-il cette structure Web particulière?
  • La réponse réside dans les processus qui se sont déroulés au cours des quelques centaines de milliers d'années qui ont suivi le Big Bang.

En levant les yeux vers le ciel nocturne, il semble que les étoiles et les galaxies soient dispersées de manière plus ou moins aléatoire. Ce n'est cependant pas vraiment le cas. L'univers n'est pas un fouillis d'objets aléatoire; il a une structure composée de galaxies et de gaz. Les cosmologues appellent cette structure la.

La toile cosmique est composée de filaments interconnectés de galaxies en grappes et de gaz étendus à travers l'univers et séparés par des vides géants. Le plus grand de ces filaments que nous avons trouvé à ce jour est la Grande Muraille Hercules – Corona Borealis, longue de 10 milliards d'années-lumière et contenant plusieurs milliards de galaxies. En ce qui concerne les vides, le plus grand est le vide de Keenan, Barger et Cowie (KBC), qui a un diamètre de 2 milliards d'années-lumière. Dans un segment du vide sphérique KBC se trouve la galaxie et la voie lactée.

Globalement, ces caractéristiques donnent à l’univers une apparence mousseuse. Cependant, lorsque vous effectuez un zoom arrière suffisant, ce motif disparaît et l'univers semble être un bloc homogène de galaxies. Les astronomes ont un nom charmant pour cette homogénéité soudaine – la fin de la grandeur. Cependant, à des échelles plus petites, nous pouvons voir que l'univers a effectivement une structure plutôt magnifique. Cela pose la question: comment est née cette structure?

Ça commence par un coup

L'espace lui-même a des niveaux d'énergie fluctuants. D'incroyables petites paires de particules et d'antiparticules naissent spontanément et s'annulent mutuellement. Cette "ébullition" de l'espace se produisait également dans l'univers primitif. Normalement, ces paires de particules se détruisent, mais l’un des premiers univers empêchait que cela se produise. À mesure que l’espace s’agrandissait, ces fluctuations s’accentuaient, entraînant des disparités dans la densité de l’univers.

Wikimedia Commons

Une visualisation des fluctuations quantiques.

Parce que la matière attire la matière par gravité, ces divergences expliquent pourquoi la matière s’agglomère à certains endroits et pas à d’autres. Mais cela n'explique pas complètement la structure du Web cosmique. Après la période inflationniste (environ 10-32 secondes après le Big Bang), l’univers était rempli de plasma primordial s’agglutinant en raison des divergences susmentionnées. Lorsque cette matière s'est agglomérée, elle a créé une pression qui a neutralisé la gravité, créant des ondulations ressemblant à une onde sonore dans la matière de l'univers. Les physiciens appellent ces ondulations.

En termes simples, ces ondulations sont le produit de la matière ordinaire et de la matière noire. La matière noire n'interagit qu'avec d'autres objets par gravité, de sorte que la pression qui provoque ces ondulations ne l'affecte pas: elle reste au centre de l'ondulation et ne bouge pas. La question régulière, cependant, est expulsée. Un peu moins de 400 000 ans après le Big Bang, l’univers s’est suffisamment refroidi pour que la pression qui en résulte soit relâchée par un processus appelé.

Zosia Rostomian, Laboratoire national Lawrence Berkeley

Illustration artistique des anneaux formés par les oscillations acoustiques du baryon.

En conséquence, la question est verrouillée. Une matière régulière retrouve son centre au centre de l'ondulation en raison de l'attraction gravitationnelle de la matière noire. Le résultat est une bulle: la matière au milieu et la matière dans un anneau autour du milieu. Pour cette raison, les physiciens savent qu'il est plus probable que vous trouviez une galaxie dans une autre galaxie que dans 400 ou 600 millions d'années-lumière. Autrement dit, les galaxies ont tendance à se trouver aux anneaux extérieurs de ces bullseyes cosmiques.

Globalement, ces processus ont produit le gigantesque réseau de données qui composent notre univers. Bien sûr, de nombreux autres processus entrent dans la production du Web cosmique, mais ils sortent du cadre de cet article. Si vous êtes intéressés par l'observation de cette structure, vous avez de la chance: l'astronome Bruno Coutinho et ses collègues ont développé une visualisation 3D interactive de la structure de l'univers, à laquelle vous pouvez accéder.

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